參賽單元：傳統GIS數據處理

作者：蘭期
單位：浙江蓮荷科技有限公司

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?????? 隨著“新零售”概念的提出，人們越來越關注線下商場給客戶帶來的體驗，室內地圖作為商場的數字化產品，承載著和商場內部商家的產品或服務信息。對客戶來說信息準確、制圖美觀的室內地圖數據不僅可以提升客戶對商場的體驗，而且可以幫助客戶探索商場的商品的布局。對商家來說，精準的室內地圖數據可以幫助企業分析商場客流分部，合理精準的布局商場資源，實現商業的最大化價值。

?????? 室內地圖數據主要由建筑體輪廓要素類，樓梯輪廓要素類，各層商戶，通行設施和公共設施以及路徑和路徑節點等要素類組成。要素類中要素與要素，不同要素類，不同樓層要素與要素類之間存在結構緊湊的拓撲錯誤。

?????? 在生產室內地圖數據中，數據的主要來源是商場在建設或運維過程中積累的大量CAD數據，這些CAD數據包含大量的圖形信息以及屬性信息，使用CAD數據來生產室內地圖數據可以很大程度節省外業開銷，同時用戶用來查看和編輯起來非常方便，這就奠定了建筑CAD數據在室內地圖數據生產過程中獨特的優勢，但由于建筑圖紙主要用途在于指導建筑施工，這就導致使用CAD數據來之間生成室內地圖數據帶來一下四個問題：，

1 CAD數據內容過多

?????? CAD數據往往包含在很多對室內地圖無用的建筑數據，如裝飾數據，標注數據、室內機械設備等，這些對室內數據沒有任何價值，反而給用戶進行判讀帶干擾或困難。

2 CAD數據過于精細

?????? 建筑CAD的精度往往是毫米為單位的，因此在表現室內實體過程中數據過于詳細，如使用雙線表示墻體，使用一定數量的平行線來表示樓梯，這就對系統自動識別關鍵信息帶來困難等。

3 CAD內容不規范

?????? CAD數據由不同建筑或商場建設服務商提供，往往存在一些命名不規范，數據結構存儲不規范，數據表達不規范等問題，這就給使用CAD數據量產室內地圖數據帶來困難。

4 CAD不含路徑數據

?????? 建筑CAD數據不含有路徑信息，而路徑信息是室內地圖數據中重要的組成部分，是客戶導航到店的關鍵數據。國內外一些學者和專家提出了一系列算法，來使用CAD數據來生成路徑，這些算法要不對CAD數據質量要求較高，要不就是生成的路徑數據質量強差人意。

?????? 國內一些室內地圖數據生產往往采用在ArcMap或者QGIS加載建筑CAD數據，然后手工描繪的方式來生成室內地圖數據，采用這種方式來獲取數據首先效率低下，其次數據往往存在關鍵屬性丟失或拓撲錯誤，如要素自相交，要素與要素之間存在狹長縫隙或壓蓋等錯誤，如圖1。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖1 ?縫隙和壓蓋

?????? 針對CAD數據的情況，我們采用現在CAD圖紙上進行先進行預處理，清洗不必要的信息，構繪我們關鍵的信息，如路網等，然后采用FME的技術實現是室內地圖數據的清洗、裝載、轉換、檢驗等工藝流程。在轉換過程中，主要針對CAD數據的情況，闡述三個關鍵的問題及使用FME的解決辦法。

1 似平行線的問題

?????? 建筑CAD數據往往存在很多平行的線段，使用這些線構面的時候往往會產生很多狹長的多邊形，或構建不出面要素，這給后期數據處理帶來很多不便，如果手工處理往往帶來很多工作量，因此需要使用FME的手段來清洗這些似平行線數據。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖 2似平行線問題

?????? FME的SNAPPER轉換器不僅可以實現節點的撲捉，而且可以實現線段的捕捉，

如圖3，這樣很方便我們處理線似平行線的問題。后期我們使用LineOnLineOverlayer和LineCombiner轉換器解決多條相互平行線合并的問題。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3? Snapper轉換

2 屬性賦值的問題

?????? 在商場建筑CAD圖紙中還有商鋪的名稱，商鋪的編號，商鋪的面積等信息如圖4，我們需要將對應的值賦值給不同的字段，我們可以使用正則表達式的方式快速分類商場名稱編號面積的信息如圖5，然后通過PointOnAreaOverlayer實現對商鋪要素的賦值。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖4? CAD中商戶的圖形和屬性信息

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖5 使用正則表達式分類商戶的屬性信息

3 路徑及路徑節點生成問題

?????? 室內地圖的導航路網有路徑和路徑節點生產，其中路徑起點出的路徑結點需要記錄在路徑屬性字段link-from 字段中，路徑的終點處的路徑結點需要記錄在路徑屬性link-to字段中，采用這種方式非常方便用戶導航，但這種方式給內業帶來了非常的的工作量，并且屬性賦值錯誤非常不便查找定位，還好有FME可以實現路徑數據的生產。以下圖6為構建的FME模板

圖6 路徑數據生成模板

?????? 以上三個基于FME的應用，解決了從清洗后的CAD數據轉換為室內地圖數據中關鍵的技術問題。基于FME實現數據清洗ELT方案不僅可以大大提高工作效率，而已可以保證室內地圖的數據質量。

?????? FME可以使我們以非常透明方式來查看和操縱來源不同的空間數據和屬性數據，這使我們可以在不編碼的情況下，快速靈活的完成我們數據整合和融合的工作，實際上編碼的方式往往會帶來新數據接入系統的滯后性，如當突然發現某層的商戶屬性采用CAD新特性中的屬性塊來記實錄屬性信息，編碼就不能及時識別這些信息，往往造成屬性信息的丟失。

?????? Esri 3D平臺的高級產品經理Chris Andrews在《關于BIM+GIS的5大誤區》中提到：“我們正在從“ETL”轉變為“ELT”（Extract, Load, and Translate，提取、加載、轉換）的工作流程中。這意味著，數據可以以原生的形式被加載到任何需要它的系統中，然后可在遠程系統或數據倉庫中進行轉換，以便進行分析。這減少了對源數據處理的依賴性，并保留了原始內容，以便在技術改進時進行更好或更深入的轉換。”說的不正是FME的優勢嗎？

?????? 在數據為王的時代，FME可以打破各種各樣數據流通的壁壘，保留GIS數據原生的信息，促進數據流通和融合，我們是否可以這樣暢想FME是否可以利用融合的各種數據流結合AI等技術實現信息的決策分析呢？我們知道現有的AI系統大多數都是基于柵格（圖像、影像）或者文本數據進行分類和分析，最后做出決策，幾乎沒有成熟的AI系統可以支持矢量數據的分類分析處理，比如在室內地圖數據前期做CAD數據清洗過程中，雖然使用FME的轉換器處理了一些較為規則的數據，但很多不太規則的數據仍然需要耗費大量人力進行清洗，這些工作是否可以慢慢被FME+AI取代呢？也歡迎大家共同探討。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的2019FME博客大赛——FME在室内地图数据构建中的应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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